煤储层开发地质学理论与方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 煤层气开发地质学研究目的与意义 1

1.2 煤层气勘探及开发研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 4

1.3 本书研究的内容与方法 7

参考文献 9

第2章 煤的物质组成及其基本物理化学性质 12

2.1 引言 12

2.2 煤的物质组成 12

2.2.1 煤储层固态物质组成 12

2.2.2 煤中的水和气 16

2.3 煤化作用及煤层气的形成 17

2.3.1 煤化作用 17

2.3.2 煤化作用特点及煤化程度指标 17

2.3.3 煤层气的形成 19

2.4 煤的基本物理化学性质 21

2.4.1 煤的基本物理性质 21

2.4.2 煤的基本化学性质 25

2.5 基于测井曲线的煤质参数预测 27

2.5.1 研究区煤层煤质特征 28

2.5.2 煤的工业分析与测井参数之间关系 29

2.5.3 煤质参数预测的多元回归模型 33

2.5.4 煤质参数预测的BP神经网络模型 35

2.5.5 两种模型的对比分析 37

参考文献 39

第3章 煤储层厚度及其预测技术 41

3.1 引言 41

3.2 煤层的形成与煤厚变化的控制因素 41

3.2.1 煤层的形成 41

3.2.2 煤厚变化的控制因素 43

3.3 煤储层厚度稳定性评价 48

3.3.1 煤储层厚度稳定性评价步骤和方法 49

3.3.2 煤储层厚度及其稳定性分析 50

3.4 基于地震属性的煤储层厚度预测技术 53

3.4.1 背景技术 53

3.4.2 关于厚度预测方法 54

3.4.3 煤储层厚度预测的基本原理 56

3.4.4 淮南谢桥煤矿13-1煤储层厚度预测分析 60

3.5 煤储层厚度对煤层气井产能的影响 63

3.5.1 煤层分布特征对煤层气井产能的影响 63

3.5.2 煤储层厚度对煤层气井产能的控制分析 64

3.5.3 沁水盆地南部煤储层厚度与煤层气井产气量对比分析 65

参考文献 67

第4章 煤储层孔隙-裂隙特征及其孔渗性 69

4.1 引言 69

4.2 煤的孔隙特征 69

4.2.1 煤孔隙结构 69

4.2.2 煤的孔隙成因 70

4.2.3 煤的孔隙表征参数 71

4.2.4 煤的孔隙结构测定方法 73

4.3 煤储层裂隙系统 78

4.3.1 煤中节理（裂隙）类型 78

4.3.2 煤中节理（裂隙）的分级及特征 79

4.3.3 煤中节理（裂隙）的表征参数 82

4.4 煤储层渗透性及其评价 90

4.4.1 煤储层渗透性 90

4.4.2 煤储层渗透性评价分类 95

4.5 煤储层渗透性影响因素 99

4.5.1 地质构造 99

4.5.2 煤体结构 102

4.5.3 煤层埋藏深度 104

4.5.4 现今地应力 105

4.6 基于最大主曲率的煤储层渗透性预测及应用 106

4.6.1 渗透性预测的基本原理 106

4.6.2 煤储层渗透率预测的应用 109

参考文献 111

第5章 煤储层含气性及其控制理论 113

5.1 引言 113

5.2 煤层气的赋存状态及气体组分特征 113

5.2.1 煤层气的赋存状态 113

5.2.2 煤层气的气体组分特征 115

5.3 煤层含气量测试方法 116

5.3.1 煤层含气量的解吸法 117

5.3.2 逸散／损失气量的估算 118

5.4 煤储层压力 118

5.4.1 煤储层压力基本概念 118

5.4.2 煤储层压力的影响因素 120

5.5 煤储层含气饱和度 123

5.5.1 含气饱和度的基本概念 123

5.5.2 含气饱和度的影响因素 124

5.5.3 临界解吸压力 125

5.6 影响煤层气富集的地质因素及其控气理论 125

5.6.1 地质构造及其控气作用 125

5.6.2 煤变质作用对煤层含气性的影响 129

5.6.3 有效埋藏深度及其控气作用 130

5.6.4 上覆地层厚度及其控气作用 133

5.6.5 煤层顶底板岩性及其控气作用 135

5.6.6 煤岩、煤质特征的影响 138

5.6.7 水文地质条件的控气作用 138

5.7 煤层含气量的预测方法 139

5.7.1 基于Langmuir方程的煤层含气量预测方法 139

5.7.2 煤层含气量BP网络预测方法 143

5.8 煤层含气量对煤层气井产能的控制 147

参考文献 149

第6章 煤的吸附与解吸特征 150

6.1 引言 150

6.2 吸附与解吸理论 150

6.2.1 气固吸附及吸附热力学 150

6.2.2 吸附等温式 154

6.2.3 吸附滞后现象 156

6.2.4 吸附／解吸等温试验 158

6.3 煤的吸附与解吸特征 159

6.3.1 煤的吸附特征 159

6.3.2 煤的解吸特征 165

6.3.3 吸附质 166

6.3.4 吸附时间 167

6.4 煤的吸附与解吸差异性实验研究 169

6.4.1 等温吸附与解吸实验 169

6.4.2 煤样的“解吸滞后”特征 177

6.5 煤的吸附解吸特性对煤层气开发的影响 178

6.5.1 对煤层气井临界解吸压力的影响 178

6.5.2 对煤层气井产量的影响 180

6.5.3 对煤层气井采收率的影响 181

参考文献 183

第7章 水文地质条件及其对煤层气开发的影响 184

7.1 引言 184

7.2 水文地质条件 184

7.2.1 地下水类型及特征 184

7.2.2 主要含水层和隔水层类型 187

7.3 水文地质条件的控气作用 189

7.3.1 煤层气随地下水运移逸散作用 189

7.3.2 水力封闭控气作用 192

7.4 煤层气井开发的排水降压过程 193

7.4.1 煤层气单井的排采规律 193

7.4.2 煤层气单井的排采阶段及特征 195

7.4.3 煤层气单井排采的局限性 196

7.4.4 煤层气井井间干扰 197

7.5 水文地质条件对煤层气井产能的影响 198

7.5.1 主要含水层条件对煤层气开发的影响 198

7.5.2 煤层自身水文地质条件对煤层气井产能的影响 200

7.5.3 煤层顶底板的水文地质条件对煤层气井产能的影响 202

7.5.4 考虑地下水影响的煤层气井产量预测 203

7.6 煤层气开发的水文地质条件评价分类 205

7.6.1 矿井水文地质类型 205

7.6.2 煤层气开发的水文地质条件评价分类 206

参考文献 208

第8章 现今地应力及其对煤储层渗透性的控制 209

8.1 引言 209

8.2 地应力成因类型及应力状态 209

8.2.1 地应力成因类型 209

8.2.2 岩体天然应力状态及其类型 211

8.2.3 有效应力 213

8.2.4 煤储层的压缩系数 216

8.3 沁水盆地南部现代地应力场特征 218

8.3.1 地应力随深度的变化 218

8.3.2 最小水平主应力、垂直主应力和孔隙压力之间的关系 220

8.3.3 垂直应力与水平应力之间的关系 222

8.3.4 现今地应力方向 223

8.4 煤储层渗透性与现今地应力之间的关系 225

8.5 地应力对煤储层渗透性影响机理分析 229

8.5.1 裂隙岩体渗透特性与应力耦合关系 229

8.5.2 煤储层中的应力和变形对渗透性的影响 233

参考文献 235

第9章煤、岩石力学性质及其压裂机理研究 236

9.1 引言 236

9.2 煤、岩石力学性质 236

9.2.1 煤、岩石变形及强度参数 236

9.2.2 煤的变形力学特性 240

9.2.3 煤、岩石破坏的基本形式和机制 244

9.3 煤、岩破坏准则 246

9.3.1 莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）准则 246

9.3.2 格里菲斯准则 248

9.4 煤层气井压裂的基本原理及应用分析 249

9.4.1 水力压裂的基本原理 249

9.4.2 沁水盆地南部水力压裂试验结果及分析 252

9.5 煤岩压裂的裂缝形态及其影响因素 253

9.5.1 煤岩压裂的裂缝形态 253

9.5.2 地应力对压裂裂缝扩展的影响 254

9.5.3 岩性对水力压裂裂缝扩展的影响 257

9.5.4 原生裂隙对水力压裂裂缝扩展的影响 259

参考文献 260

第10章 煤层气产出规律及其开发技术 262

10.1 引言 262

10.2 煤层气产出规律 263

10.2.1 煤层气井产出的动态规律 263

10.2.2 煤层气井排采特征 265

10.2.3 矿井瓦斯自然排放衰减规律 270

10.3 煤层气开发方式 271

10.3.1 概况 271

10.3.2 煤矿井下抽采 272

10.3.3 地面钻井开发 278

10.4 煤层气地面垂直井开采及采收率预测 287

10.4.1 煤层气勘探开发选区评价 287

10.4.2 煤层气地面开发的井网优化 290

10.4.3 单井开发及井组开发产能比较 291

10.4.4 采收率预测 295

参考文献 298